[發(fā)明專利]一種具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710011598.8
• 申請(qǐng)日: 2017-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN106831828A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉康;馬鼎璇;王磊;鄧力銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C07F1/08
• 分類號(hào): C07F1/08
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37241
• 代理人: 郝團(tuán)代

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)有機(jī)雜化材料技術(shù)領(lǐng)域，具體一種具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物及其制備方法。

背景技術(shù)

混合配體的配位化學(xué)一直以來(lái)是配位化學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。常用的混合配體有羧酸配體和含氮配體。利用羧酸配體和含氮配體構(gòu)筑的配位聚合物具有良好的穩(wěn)定性、易于制備且用途廣泛，在氣體吸附分離、分子磁性、催化和熒光等方面有潛在的應(yīng)用價(jià)值。剛性配體常用來(lái)支撐配位聚合物主體結(jié)構(gòu)，而柔性配體則可以在自組裝的過(guò)程中通過(guò)對(duì)自身配位模式進(jìn)行調(diào)節(jié)最后得到不同構(gòu)型的骨架結(jié)構(gòu)，兩者不可或缺。眾所周知溶液中氮原子與過(guò)渡金屬的鍵合能力比氧原子強(qiáng)。作為氮給體的有機(jī)連接體(如雙咪唑配體)被廣泛研究來(lái)構(gòu)筑包含氮-金屬鍵的穩(wěn)定MOFs材料。羧酸類和含氮類配體共同構(gòu)筑混配體體系不僅有利于增加結(jié)構(gòu)的多樣性，共同構(gòu)筑起豐富多樣的結(jié)構(gòu)，還有利于將各自的特性引入產(chǎn)物中。半剛性配體1,4-二(咪唑亞甲基)苯作為主配體易于構(gòu)筑主體骨架結(jié)構(gòu)，剛性配體四氟對(duì)苯二甲酸作為輔助配體，既有利于提供更豐富的配位模式，還有利于骨架結(jié)構(gòu)中氫鍵和水簇的形成。目前，利用混合配體構(gòu)筑含四核水簇銅配位聚合物未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物的制備方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物，分子式為C₅₀H₅₄CuF₄N₁₂O₁₀，所述具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物為三斜晶系，空間群，晶胞參數(shù)為α＝69.022(5)°,β＝74.409(5)°,γ＝77.635(6)°,

進(jìn)一步的，所述具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物中Cu原子采取變形八面體構(gòu)型。

進(jìn)一步的，所述變形八面體構(gòu)型為Cu原子和四個(gè)N原子、兩個(gè)O原子配位；這四個(gè)N原子分別來(lái)自四個(gè)不同的1,4-二(咪唑亞甲基)苯，Cu-N鍵長(zhǎng)分別為和兩個(gè)O原子分別來(lái)自兩個(gè)不同的配位水分子，Cu-O鍵長(zhǎng)為

所述的一種具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物中四氟對(duì)苯二甲酸、四核水簇通過(guò)強(qiáng)氫鍵相互作用與配位水分子相連接形成三維結(jié)構(gòu)。

所述1,4-二(咪唑亞甲基)苯英文名稱為1,4-bis(imidazole-1-ylmethyl)-benzene，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下所示：

一種具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物的制備方法為：將有機(jī)配體1,4-二(咪唑亞甲基)苯、四氟對(duì)苯二甲酸以及可溶性銅鹽加入至蒸餾水中，在室溫下攪拌均勻，然后將所述混合液在水熱條件下加熱，反應(yīng)一段時(shí)間后冷卻至室溫可得所述配位聚合物。

進(jìn)一步的，所述加熱溫度為160～180℃，加熱反應(yīng)時(shí)間為24～48小時(shí)。

進(jìn)一步的，所述的降溫條件為3～5℃/小時(shí)冷卻至室溫。

進(jìn)一步的，所述可溶性銅鹽為硝酸銅、高氯酸銅中的至少一種。

進(jìn)一步的，所述1,4-二(咪唑亞甲基)苯、四氟對(duì)苯二甲酸以及可溶性銅鹽的摩爾比為1.8～2.2:1.8～2.2:2.5～3.5。

進(jìn)一步的，所述1,4-二(咪唑亞甲基)苯、四氟對(duì)苯二甲酸以及可溶性銅鹽的摩爾比優(yōu)選為2:2:3。

在配位聚合物的合成過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)1,4-二(咪唑亞甲基)苯擁有配位模式豐富，四氟對(duì)苯二甲酸和四核水簇通過(guò)氫鍵提高聚合物的維度和穩(wěn)定性，構(gòu)建出具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物。

本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明的含有四核水簇的銅配位聚合物通過(guò)單晶X射線衍射儀精確的測(cè)定晶格中水分子的位置，因此精確地描述水分子間的氫鍵相互作用的各項(xiàng)參數(shù)，能夠更深入的了解配位聚合物中水分子的各種物理化學(xué)行為。本發(fā)明的具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物合成方法簡(jiǎn)單、無(wú)污染、可重復(fù)性好、產(chǎn)率高。該含四核水簇銅配位聚合物在分子磁體、催化等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物的粉末XRD射線衍射圖譜。

圖2為本發(fā)明具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物的紅外圖譜。

圖3為本發(fā)明具有混合配體的含四核水簇銅配位聚合物的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元圖。